Eine oder mehrere Ausführungsformen betreffen ein Fahrzeugsystem zum gesteuerten Abschalten eines Elektrofahrzeugs bei geringer Batterieleistung.One or more embodiments relate to a vehicle system for controlled shutdown of an electric vehicle at low battery power.
Der Begriff "Elektrofahrzeug", wie er hier verwendet wird, umfasst Fahrzeuge mit einem Elektromotor für den Fahrzeugantrieb, wie zum Beispiel batterie-elektrische Fahrzeuge (BEVs, BEV – battery electric vehicle), Hybridelektrofahrzeuge (HEVs, HEV – hybrid electric vehicle) und Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEVs, PHEV – plugin hybrid electric vehicle). Ein BEV enthält einen Elektromotor, wobei die Energiequelle für den Motor eine Batterie ist, die von einem externen Elektrizitätsnetz wiederaufgeladen werden kann. Bei einem BEV ist die Batterie die Energiequelle für den Fahrzeugantrieb. Ein HEV enthält einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, wobei die Energiequelle für den Verbrennungsmotor Kraftstoff ist und die Energiequelle für den Elektromotor die Batterie ist. Bei einem HEV ist der Verbrennungsmotor die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, wobei die Batterie zusätzliche Energie für den Fahrzeugantrieb bereitstellt (die Batterie speichert Kraftstoffenergie und gewinnt kinematische Energie in elektrischer Form zurück). Ein PHEV ist wie ein HEV, aber das PHEV hat eine Batterie mit größerer Kapazität, die vom externen Elektrizitätsnetz wiederaufgeladen werden kann. Bei einem PHEV ist die Batterie die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, bis sich die Batterie auf eine niedrige Energiehöhe entleert, zu welchem Zeitpunkt dann das PHEV wie ein HEV für Fahrzeugantrieb wirkt.The term "electric vehicle" as used herein includes vehicles having an electric motor for vehicle propulsion, such as Battery Electric Vehicles (BEVs), Hybrid Electric Vehicles (HEVs), and Plug In-Hybrid Vehicles (PHEVs, PHEV - plugin hybrid electric vehicle). A BEV includes an electric motor, where the power source for the engine is a battery that can be recharged from an external electrical grid. In a BEV, the battery is the power source for vehicle propulsion. An HEV includes an internal combustion engine and an electric motor, wherein the power source for the engine is fuel and the power source for the electric motor is the battery. In an HEV, the internal combustion engine is the main source of energy for vehicle propulsion, with the battery providing additional energy for vehicle propulsion (the battery stores fuel energy and recovers kinematic energy in electrical form). A PHEV is like a HEV, but the PHEV has a larger capacity battery that can be recharged from the external electricity grid. In a PHEV, the battery is the main power source for vehicle propulsion until the battery deflates to a low energy level, at which point the PHEV then acts as a HEV for vehicle propulsion.
Das Elektrofahrzeug überwacht den Status der Batterie unter Verwendung mehrerer Messungen, einschließlich des Batterieladezustands (BSOC – battery state of charge). Der BSOC kann als ein Prozentanteil dargestellt werden, der die Energiemenge in der Batterie von 0% (leer) bis 100% (voll) darstellt. Batterien können beschädigt werden, wenn sie überladen oder zu stark entladen werden. The electric vehicle monitors the status of the battery using multiple measurements, including battery state of charge (BSOC). The BSOC can be represented as a percentage representing the amount of energy in the battery from 0% (empty) to 100% (full). Batteries can be damaged if overcharged or over-discharged.
Deshalb halten viele Elektrofahrzeuge nach dem Stand der Technik die Batterie innerhalb eines Betriebsbereichs zwischen einer Ladegrenze von ca. 80% BSOC und einer Entladungsgrenze von ca. 20% BSOC.Therefore, many state-of-the-art electric vehicles maintain the battery within an operating range between a charge limit of approximately 80% BSOC and a discharge limit of approximately 20% BSOC.
Bei einer Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einem Elektromotor versehen, der dazu konfiguriert ist Antriebsmoment bereitzustellen und Nutzbremsung zu ermöglichen. Des Weiteren enthält das Fahrzeug eine Steuerung, die zum Empfang von Eingangssignalen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Batterieladezustand (BSOC) anzeigen, und zur Deaktivierung des Antriebsmoments, wenn der BSOC unter einer Maximalentladungsgrenze liegt, konfiguriert ist. Des Weiteren ist die Steuerung zur Aktivierung von Nutzbremsung, wenn der BSOC unter der Maximalentladungsgrenze liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer vorbestimmten Geschwindigkeit liegt, konfiguriert.In one embodiment, a vehicle is provided with an electric motor configured to provide drive torque and enable regenerative braking. Further, the vehicle includes a controller configured to receive input signals indicative of a vehicle speed and a battery state of charge (BSOC) and to deactivate the drive torque when the BSOC is below a maximum discharge limit. Furthermore, the control for activating regenerative braking when the BSOC is below the maximum discharge limit and the vehicle speed is above a predetermined speed is configured.
Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Fahrzeugsystem mit einer Steuerung versehen, die zum Empfang von Eingangssignalen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Batterieladezustand (BSOC) anzeigen, und zur Deaktivierung von Antriebsmoment, wenn der BSOC unter einer Maximalentladungsgrenze liegt, konfiguriert ist. Des Weiteren ist die Steuerung zur Deaktivierung von elektrischer Bremskraftunterstützung und elektrischer Lenkunterstützung, wenn der BSOC unter der Maximalentladungsgrenze liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Geschwindigkeit liegt, konfiguriert.In another embodiment, a vehicle system is provided with a controller configured to receive input signals indicative of a vehicle speed and a battery state of charge (BSOC) and to deactivate drive torque when the BSOC is below a maximum discharge limit. Further, when the BSOC is below the maximum discharge limit and the vehicle speed is below a predetermined speed, the controller for deactivating electric brake assist and electric assist steering is configured.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum gesteuerten Abschalten eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Es werden Eingangssignale empfangen, die eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Batterieladezustand (BSOC) anzeigen. Antriebsmoment wird deaktiviert, wenn der BSOC unter einer ersten Entladungsgrenze liegt. Nutzbremsung wird aktiviert, wenn der BSOC unter der ersten Entladungsgrenze liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit über der vorbestimmten Geschwindigkeit liegt.In yet another embodiment, a method for controlled shutdown of an electric vehicle is provided. Input signals indicating a vehicle speed and a battery state of charge (BSOC) are received. Drive torque is deactivated when the BSOC is below a first discharge limit. Regenerative braking is activated when the BSOC is below the first discharge limit and the vehicle speed is above the predetermined speed.
Das offenbarte Fahrzeugsystem bietet Vorteile, indem es einen Betrieb des Elektrofahrzeugs unter der Entladungsgrenze gestattet, wodurch die Batteriereichweite vergrößert wird. Das Fahrzeugsystem steuert das Abschalten des Elektrofahrzeugs, wenn der BSOC unter einer Maximalentladungsgrenze liegt, durch Deaktivierung von Fahrzeugantriebssystemen und Aktivierung von Nutzbremsung zur Bereitstellung von Energie für elektrische Bremskraftunterstützung und elektrische Lenkunterstützung.The disclosed vehicle system provides benefits by allowing the electric vehicle to operate below the discharge limit, thereby increasing the battery range. The vehicle system controls shutdown of the electric vehicle when the BSOC is below a maximum discharge limit by deactivating vehicle propulsion systems and activating regenerative braking to provide energy for electric brake assist and electric assist steering.
1 ist ein Schemadiagramm eines Fahrzeugsystems zur Steuerung des Abschaltens eines Elektrofahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen; 1 FIG. 10 is a schematic diagram of a vehicle system for controlling shutdown of an electric vehicle according to one or more embodiments; FIG.
2 ist eine vergrößerte schematische Ansicht eines Teils des Fahrzeugsystems von 1, die die Fahrzeugkommunikation darstellt; 2 is an enlarged schematic view of a part of the vehicle system of 1 representing the vehicle communication;
3 ist ein Diagramm, das die Grenzen des Batterieladezustands (BSOC) und die Grenzen des Kundenladezustands (CSOC – customer state of charge) des Fahrzeugsystems von 1 darstellt; 3 FIG. 12 is a graph showing the limits of the battery state of charge (BSOC) and the customer state of charge (CSOC) limits of the vehicle system of FIG 1 represents;
4 ist ein Schaubild, das die BSOC-Grenzen und Batterieleistungsgrenzen des Fahrzeugsystems von 1 darstellt; 4 is a graph showing the BSOC limits and battery power limits of the vehicle system of 1 represents;
5 ist ein Schaubild, das die Batterieleistungsgrenzen von 4 bei Nutzbremsung darstellt; 5 is a graph showing the battery power limits of 4 represents during regenerative braking;
6 ist ein anderes Schaubild, das die BSOC-Grenzen darstellt; 6 is another graph that represents the BSOC limits;
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum kontrollierten Abschalten eines Elektrofahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt; 7 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of controlled shutdown of an electric vehicle according to one or more embodiments; FIG.
8 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugsystems von 1; und 8th is a front perspective view of a user interface of the vehicle system of 1 ; and
9 ist eine vergrößerte Ansicht der Benutzerschnittstelle von 8 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. 9 is an enlarged view of the user interface of 8th according to one or more embodiments.
Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart, es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details der besonderen Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die in dieser Anmeldung offenbart werden, sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise auszuüben ist.As required, detailed embodiments of the present invention are disclosed herein, but it should be understood that the disclosed embodiments are merely exemplary of the invention, which may be embodied in various and alternative forms. The figures are not necessarily to scale; some features may be exaggerated or minimized to show details of the particular components. The specific structural and functional details disclosed in this application are not to be interpreted as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art how to practice the present invention in various ways.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Fahrzeugsystem zur Steuerung des Abschaltens eines Elektrofahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt und allgemein mit der Zahl 10 bezeichnet. Das Fahrzeugsystem 10 wird in einem Fahrzeug 12 gezeigt. Das Fahrzeugsystem 10 enthält eine Fahrzeugsteuerung 14 und eine Benutzerschnittstelle 16, die miteinander kommunizieren. Die Fahrzeugsteuerung 14 empfängt Eingangssignale und steuert das Abschalten des Fahrzeugs 12. Die Fahrzeugsteuerung 14 sendet diese Informationen an die Benutzerschnittstelle 16, die wiederum die Informationen in Echtzeit an den Fahrer übermittelt. Der Fahrer kann diese Informationen als Warnung verwenden und bereitet sich auf das Abschalten vor, indem er das Fahrzeug 12 zu einem geeigneten Parkplatz bewegt.With reference to 1 For example, a vehicle system for controlling the shutdown of an electric vehicle according to one or more embodiments is illustrated and generally numbered 10 designated. The vehicle system 10 will be in a vehicle 12 shown. The vehicle system 10 contains a vehicle control 14 and a user interface 16 who communicate with each other. The vehicle control 14 receives input signals and controls the shutdown of the vehicle 12 , The vehicle control 14 sends this information to the user interface 16 which in turn transmits the information to the driver in real time. The driver can use this information as a warning and prepares to shut off by driving the vehicle 12 moved to a suitable parking lot.
Die dargestellte Ausführungsform stellt das Fahrzeug 12 als ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) dar, bei dem es sich um ein rein elektrisches Fahrzeug handelt, das von einem Elektromotor 18 ohne Unterstützung durch einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Der Elektromotor 18 empfängt elektrische Energie und stellt Antriebsmoment für den Fahrzeugantrieb bereit. Des Weiteren funktioniert der Elektromotor 18 als Generator zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie durch Nutzbremsung. Das Fahrzeug 12 weist einen Antriebsstrang 20 auf, der den Elektromotor 18 und ein Getriebe 22 enthält. Das Getriebe 22 stellt das Antriebsmoment und die Drehzahl des Elektromotors 18 durch ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis ein. Ein Paar Halbwellen erstreckt sich in entgegengesetzten Richtungen von dem Getriebe 22 zu einem Paar angetriebener Räder 24.The illustrated embodiment represents the vehicle 12 as a battery electric vehicle (BEV), which is a purely electric vehicle, that of an electric motor 18 is driven without the assistance of an internal combustion engine (not shown). The electric motor 18 receives electrical energy and provides drive torque for vehicle propulsion. Furthermore, the electric motor works 18 as a generator for the conversion of mechanical energy into electrical energy by regenerative braking. The vehicle 12 has a drive train 20 on, the electric motor 18 and a gearbox 22 contains. The gear 22 represents the drive torque and the speed of the electric motor 18 through a predetermined gear ratio. A pair of half shafts extend in opposite directions from the transmission 22 to a pair of powered wheels 24 ,
Obgleich im Zusammenhang mit einem BEV 12 dargestellt und beschrieben, können Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung natürlich auch an anderen Arten von Elektrofahrzeugen implementiert werden, wie zum Beispiel jenen, die durch einen Verbrennungsmotor zusätzlich zu einer oder mehreren elektrischen Maschinen angetrieben werden (zum Beispiel Hybridelektrofahrzeugen (HEVs), Vollhybridelektrofahrzeugen (FHEV-, FHEV – full hybrid electric vehicle) und Plug-In-Hybridfahrzeugen (PHEVs) usw.).Although in connection with a BEV 12 Of course, embodiments of the present application may also be implemented on other types of electric vehicles, such as those powered by an internal combustion engine in addition to one or more electrical machines (for example, hybrid electric vehicles (HEVs), full hybrid electric vehicles (FHEV), FHEV - full hybrid electric vehicle) and plug-in hybrid vehicles (PHEVs), etc.).
Das Fahrzeug 12 enthält ein Energiespeichersystem 26 zum Speichern und Steuern von elektrischer Energie. Ein Hochspannungsbus 28 stellt durch einen Wechselrichter 30 eine elektrische Verbindung zwischen dem Elektromotor 18 und dem Energiespeichersystem 26 her. Das Energiespeichersystem 26 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen eine Hauptbatterie 32 und ein Batterieenergiesteuermodul (BECM – battery energy control module) 34. Die Hauptbatterie 32 ist eine Hochspannungsbatterie, die elektrische Energie zum Betreiben des Elektromotors 18 ausgeben kann. Die Hauptbatterie 32 empfängt elektrische Energie vom Elektromotor 18, wenn der Elektromotor 18 bei Nutzbremsung als Generator betrieben wird. Der Wechselrichter 30 wandelt die durch die Hauptbatterie 32 zugeführte Gleichstrom-(DC-)Energie in Wechselstrom-(AC-)Energie zum Betreiben des Elektromotors 18 um. Des Weiteren wandelt der Wechselrichter 30 durch den Elektromotor 18, wenn er als Generator betrieben wird, zugeführten Wechselstrom (AC) in DC zum Laden der Hauptbatterie 32 um. Die Hauptbatterie 32 ist ein Batteriepack, das aus mehreren Batteriemodulen (nicht gezeigt) besteht, wobei jedes Batteriemodul mehrere Batteriezellen (nicht gezeigt) enthält. Das BECM 34 wirkt als eine Steuerung für die Hauptbatterie 32. Das BECM 34 enthält weiterhin ein elektronisches Überwachungssystem, das die Temperatur und den Ladezustand jeder der Batteriezellen verwaltet. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugs 12 sehen verschiedene Arten von Energiespeichersystemen, wie zum Beispiel Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt), vor.The vehicle 12 contains an energy storage system 26 for storing and controlling electrical energy. A high voltage bus 28 poses by an inverter 30 an electrical connection between the electric motor 18 and the energy storage system 26 ago. The energy storage system 26 includes a main battery according to one or more embodiments 32 and a battery energy control module (BECM) 34 , The main battery 32 is a high-voltage battery, the electrical energy to operate the electric motor 18 can spend. The main battery 32 receives electrical energy from the electric motor 18 when the electric motor 18 when regenerative braking is operated as a generator. The inverter 30 converts that through the main battery 32 supplied direct current (DC) power to alternating current (AC) power for operating the electric motor 18 around. Furthermore, the inverter converts 30 through the electric motor 18 when operated as a generator, supplied alternating current (AC) in DC for charging the main battery 32 around. The main battery 32 is a battery pack consisting of several battery modules (not shown), each battery module containing a plurality of battery cells (not shown). The BECM 34 acts as a controller for the main battery 32 , The BECM 34 Also includes an electronic monitoring system that manages the temperature and state of charge of each of the battery cells. Other embodiments of the vehicle 12 see various types of energy storage systems, such as capacitors and fuel cells (not shown).
Der Antriebsstrang 20 enthält ein Traktionsregelmodul (TCM – traction control module) 36 zur Steuerung des Elektromotors 18 und des Wechselrichters 30. Das TCM 36 überwacht unter anderem die Position, die Drehzahl und die Leistungsaufnahme des Elektromotors 18 und liefert Ausgangssignale an andere Fahrzeugsysteme, die diesen Informationen entsprechen. Das TCM 36 und der Wechselrichter 30 wandeln die Gleich-(DC-)Spannungsversorgung durch die Hauptbatterie 32 in Wechselstrom-(AC-)Signale um, die zur Steuerung des Elektromotors 18 verwendet werden.The powertrain 20 includes a traction control module (TCM) 36 to Control of the electric motor 18 and the inverter 30 , The TCM 36 monitors, among other things, the position, speed and power consumption of the electric motor 18 and provides output signals to other vehicle systems that match this information. The TCM 36 and the inverter 30 convert the DC power supply to the main battery 32 into AC (AC) signals, which are used to control the electric motor 18 be used.
Die Fahrzeugsteuerung 14 kommuniziert mit anderen Fahrzeugsystemen und – steuerungen zur Koordination ihrer Funktion. Obgleich die Fahrzeugsteuerung 14 als eine einzige Steuerung gezeigt ist, kann sie auch mehrere Steuerungen enthalten, die zur Steuerung mehrerer Fahrzeugsysteme gemäß einer Gesamtfahrzeugsystemsteuerungslogik (VSC-Logik, VSC – vehicle system control) oder -software verwendet werden können. Zum Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 14 ein Motorsteuergerät (MSG) sein, in dem ein Teil der VSC-Software eingebettet ist. Die Fahrzeugsteuerung 14 enthält im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (zum Beispiel FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, um miteinander zur Durchführung einer Reihe von Operationen zusammenzuwirken. Des Weiteren enthält die Fahrzeugsteuerung 14 vorbestimmte Daten oder "Nachschlagetabellen", die auf Berechnungen und Testdaten basieren und im Speicher gespeichert sind. Die Fahrzeugsteuerung 14 kommuniziert unter Verwendung eines gemeinsamen Busprotokolls (zum Beispiel CAN) über eine Hardline-Fahrzeugverbindung 38 mit anderen Steuerungen (zum Beispiel dem TCM 36, dem BECM 34).The vehicle control 14 communicates with other vehicle systems and controls to coordinate their function. Although the vehicle control 14 As shown as a single controller, it may also include multiple controllers that may be used to control multiple vehicle systems in accordance with overall vehicle system control (VSC) logic or software. For example, the vehicle control 14 an engine control unit (MSG) in which a part of the VSC software is embedded. The vehicle control 14 generally includes any number of microprocessors, ASICs, ICs, memories (eg, FLASH, ROM, RAM, EPROM, and / or EEPROM), and software code to interact with each other to perform a series of operations. Furthermore contains the vehicle control 14 predetermined data or "look-up tables" based on calculations and test data stored in memory. The vehicle control 14 communicates using a common bus protocol (eg, CAN) over a hardline vehicle connection 38 with other controls (for example the TCM 36 , the BECM 34 ).
Die Benutzerschnittstelle 16 kommuniziert mit der Fahrzeugsteuerung 14 zum Empfang von Informationen über das Fahrzeug 12 und seine Umgebung und leitet diese Informationen zum Fahrer. Die Benutzerschnittstelle 16 enthält mehrere Schnittstellen, wie zum Beispiel Instrumente, Anzeigegeräte und Displays (in 8 gezeigt). Die Benutzerschnittstelle 16 enthält bei einer oder mehreren Ausführungsformen auch eine (nicht gezeigte) Steuerung zur Kommunikation mit externen Geräten, wie zum Beispiel einem Computer oder einem Mobiltelefon. Die Fahrzeugsteuerung 14 führt der Benutzerschnittstelle 16 Ausgangssignale zu, wie zum Beispiel einen Status des Elektromotors 18 oder der Batterie 32, die dem Fahrer optisch übermittelt werden.The user interface 16 communicates with the vehicle control 14 for receiving information about the vehicle 12 and its surroundings and forwards this information to the driver. The user interface 16 contains several interfaces, such as instruments, displays and displays (in 8th shown). The user interface 16 In one or more embodiments, also includes a controller (not shown) for communicating with external devices, such as a computer or a mobile phone. The vehicle control 14 leads the user interface 16 Output signals to, such as a status of the electric motor 18 or the battery 32 that are visually transmitted to the driver.
Das Fahrzeug 12 enthält eine Klimaautomatik 40 zum Erwärmen oder Kühlen verschiedener Fahrzeugkomponenten und eines Fahrzeuginnenraums (nicht gezeigt). Die Klimaautomatik 40 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen eine elektrische Hochspannungsheizung mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC – Positive Temperature Coefficient) 42 und einen elektrischen Hochspannungs-HVAC-Kompressor 44. Die PTC-Heizung 42 und der HVAC-Kompressor 44 werden zum Erwärmen bzw. Kühlen von Fluid, das zum Antriebsstrang 20 und zur Hauptbatterie 32 zirkuliert, verwendet. Sowohl die PTC-Heizung 42 als auch der HVAC-Kompressor 44 können elektrische Energie der Hauptbatterie 32 direkt entnehmen. Die Klimaautomatik 40 enthält eine Klimaregelung 45 zum Kommunizieren mit der Fahrzeugsteuerung 14 über den CAN-Bus 38. Der Ein/Aus-Status der Klimaautomatik 40 wird zur Fahrzeugsteuerung 14 kommuniziert und kann beispielsweise auf dem Status eines vom Bediener betätigten Schalters oder der automatischen Steuerung der Klimaautomatik 40, basierend auf verwandten Funktionen wie Scheibenenteisung, basiert werden. Bei anderen Ausführungsformen ist die Klimaautomatik 40 zum Erwärmen und Kühlen von Luft (zum Beispiel bestehende Fahrzeuginnenraumluft) anstatt von Fluid und Zirkulieren der Luft durch die Batterie 32 und/oder den Antriebsstrang 20 konfiguriert.The vehicle 12 contains an automatic climate control 40 for heating or cooling various vehicle components and a vehicle interior (not shown). The automatic climate control 40 includes, in accordance with one or more embodiments, a positive temperature coefficient (PTC) electric high voltage heater. 42 and a high voltage HVAC electric compressor 44 , The PTC heater 42 and the HVAC compressor 44 are used to heat or cool fluid that is the drive train 20 and to the main battery 32 circulated, used. Both the PTC heater 42 as well as the HVAC compressor 44 can electrical energy of the main battery 32 remove directly. The automatic climate control 40 contains a climate control 45 to communicate with the vehicle control 14 over the CAN bus 38 , The on / off status of the automatic air conditioning 40 becomes the vehicle control 14 communicates and can, for example, on the status of an operator-operated switch or automatic climate control 40 , based on related functions such as window deicing. In other embodiments, the automatic climate control 40 for heating and cooling air (for example, existing vehicle interior air) instead of fluid and circulating the air through the battery 32 and / or the powertrain 20 configured.
Das Fahrzeug 12 enthält gemäß einer Ausführungsform eine Niederspannungs-Sekundärbatterie (LV-Batterie, LV – low voltage) 46, wie zum Beispiel eine 12-Volt-Batterie. Die Sekundärbatterie 46 kann zum Antrieb verschiedener Fahrzeugnebenverbraucher 48, wie zum Beispiel eines elektrischen Bremsaktuators 50 und eines elektrischen Lenkaktuators 52, verwendet werden. Ein Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler (DC-DC-Wandler) 54 ist zwischen der Hauptbatterie 32 und der LV-Batterie 46 elektrisch verbunden. Der DC-DC-Wandler 54 stellt den Spannungspegel ein oder "transformiert" ihn herunter, um der Hauptbatterie 32 zu gestatten, die LV-Batterie 46 zu laden. Ein Niederspannungsbus verbindet den DC-DC-Wandler 54 elektrisch mit der LV-Batterie 46 und den Nebenverbrauchern 48.The vehicle 12 includes, according to one embodiment, a low-voltage secondary battery (LV battery, LV - low voltage) 46 , such as a 12 volt battery. The secondary battery 46 can be used to drive various vehicle secondary consumers 48 , such as an electric brake actuator 50 and an electric steering actuator 52 , be used. A DC-to-DC converter (DC-DC converter) 54 is between the main battery 32 and the LV battery 46 electrically connected. The DC-DC converter 54 adjusts the voltage level or "transforms" it to the main battery 32 to allow the LV battery 46 to load. A low voltage bus connects the DC-DC converter 54 electrically with the LV battery 46 and the secondary consumers 48 ,
Das Fahrzeug 12 enthält eine Wechselstrom-(AC)-Ladeeinrichtung 56 zum Laden der Hauptbatterie 32. Ein elektrischer Verbinder verbindet die AC-Ladeeinrichtung 56 mit einer (nicht gezeigten) externen Energieversorgung zum Empfang von AC-Energie. Die AC-Ladeeinrichtung 56 enthält eine Leistungselektronik, die zum Umwandeln oder "Gleichrichten" der von der externen Energieversorgung empfangenen Wechselstromenergie in zum Laden der Hauptbatterie 32 benötigte Gleichstromenergie verwendet wird. Die AC-Ladeeinrichtung 56 ist zur Anpassung an eine oder mehrere herkömmliche Spannungsquellen von der externen Energieversorgung (zum Beispiel 110 Volt, 220 Volt usw.) konfiguriert. Die externe Energieversorgung kann eine Vorrichtung enthalten, die erneuerbare Energie nutzbar macht, wie zum Beispiel ein Photovoltaic-(PV-)Solarpaneel oder eine Windturbine (nicht gezeigt).The vehicle 12 includes an alternating current (AC) charger 56 for charging the main battery 32 , An electrical connector connects the AC charger 56 with an external power supply (not shown) for receiving AC power. The AC charger 56 includes power electronics that convert or "rectify" the AC power received from the external power supply to charge the main battery 32 required DC power is used. The AC charger 56 is configured to adapt to one or more conventional voltage sources from the external power supply (eg, 110 volts, 220 volts, etc.). The external power supply may include a device that harnesses renewable energy, such as a photovoltaic (PV) solar panel or a wind turbine (not shown).
In 1 sind außerdem vereinfachte schematische Darstellungen eines Fahrerbedienungssystems 58 und eines Navigationssystems 60 gezeigt. Das Fahrerbedienungssystem 58 enthält Fahr-, Brems-, Lenk- und Gangwahl- (Schalt-)Systeme (alle allgemein mit der Zahl 58 bezeichnet).In 1 are also simplified schematic representations of a Driver's operation system 58 and a navigation system 60 shown. The driver control system 58 includes driving, braking, steering and gear selection (switching) systems (all generally with the number 58 designated).
Das Fahrsystem enthält ein Fahrpedal mit einem oder mehreren Sensoren, die Pedalstellungsinformationen, die einer Fahrerantriebsmomentanforderung entsprechen, zuführen.The driving system includes an accelerator pedal having one or more sensors that provide pedal position information corresponding to a driver drive torque request.
Das Bremssystem enthält ein Bremspedal, einen Kraftverstärker, einen Hauptzylinder sowie eine mechanische Verbindung mit den Fahrzeugrädern, wie zum Beispiel den angetriebenen Haupträdern 24, um Reibbremsung zu bewirken. Des Weiteren enthält das Bremssystem den elektrischen Bremsaktuator 50, der Reibbremsung durch Einstellung von Innendruck innerhalb des Kraftverstärkers oder Hauptzylinders unterstützt. Wenn die elektrische Leistung zu dem elektrischen Bremsaktuator 50 jedoch unterbrochen wäre, dann würden die mechanischen Verbindungen in dem Bremssystem einrücken und eine mechanische (nicht unterstützte) Reibbremsung gestatten. Des Weiteren enthält das Bremssystem Stellungssensoren, Drucksensoren oder einige Kombinationen davon zur Bereitstellung von Informationen wie beispielsweise die Bremspedalstellung, die einer Fahrerbremsmomentanforderung entspricht.The brake system includes a brake pedal, a booster, a master cylinder, and a mechanical connection to the vehicle wheels, such as the main driven wheels 24 to effect friction braking. Furthermore, the brake system includes the electric brake actuator 50 that assists friction braking by adjusting internal pressure within the booster or master cylinder. When the electric power to the electric brake actuator 50 however, would be broken, then the mechanical connections in the brake system would engage and allow mechanical (unsupported) friction braking. Further, the brake system includes position sensors, pressure sensors, or some combination thereof to provide information, such as brake pedal position, that corresponds to a driver brake torque request.
Des Weiteren enthält das Bremssystem eine (nicht gezeigte) Bremssteuerung, die mit der Fahrzeugsteuerung 14 kommuniziert, um Nutzbremsung und Reibbremsung zu koordinieren. Die Bremssteuerung liefert der Fahrzeugsteuerung 14 ein Eingangssignal, das einem Gesamtbremsmomentwert entspricht. Der Gesamtbremsmomentwert basiert auf der Fahrpedalstellung und der Bremspedalstellung. Dann vergleicht die Fahrzeugsteuerung 14 den Gesamtbremsmomentwert mit anderen Informationen, um einen Nutzbremsmomentwert und einen Reibbremsmomentwert zu bestimmen, wobei die Summe des Nutzbremsmomentwerts und des Reibbremsmomentwerts ungefähr gleich dem Gesamtbremsmomentwert ist. Die Fahrzeugsteuerung 14 liefert den Nutzbremsmomentwert an das TCM 36, das wiederum den Elektromotor 18 zur Bereitstellung von Nutzbremsung steuert. Des Weiteren liefert die Fahrzeugsteuerung den Reibbremsmomentwert an die Fahrzeugsteuerung, die wiederum den elektrischen Bremsaktuator 50 zur Bereitstellung von Reibbremsung steuert.Furthermore, the brake system includes a brake controller (not shown) coupled to the vehicle controller 14 communicates to coordinate regenerative braking and friction braking. The brake control supplies the vehicle control 14 an input signal corresponding to a total braking torque value. The total braking torque value is based on the accelerator pedal position and the brake pedal position. Then the vehicle controller compares 14 the total brake torque value with other information to determine a regenerative braking torque value and a friction braking torque value, where the sum of the useful braking torque value and the friction braking torque value is approximately equal to the total braking torque value. The vehicle control 14 supplies the regenerative braking torque value to the TCM 36 which in turn is the electric motor 18 to provide regenerative braking controls. Further, the vehicle controller provides the friction brake torque value to the vehicle controller, which in turn is the electric brake actuator 50 for providing friction braking controls.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen ist das Bremssystem zur Bereitstellung von Kompressionsbremsung des Fahrzeugs konfiguriert. In one or more embodiments, the brake system is configured to provide compression braking of the vehicle.
Kompressionsbremsung stellt die Reibverluste in einem Verbrennungsmotor eines herkömmlichen Fahrzeugs dar, wenn ein Fahrer das Fahrpedal freigibt. Ebenso stellt das Bremssystem einen Gesamtbremsmomentwert bereit, wenn das Fahrpedal freigegeben wird, selbst wenn das Bremspedal nicht niedergedrückt ist. Die Fahrzeugsteuerung 14 vergleicht dann den Gesamtbremsmomentwert mit anderen Informationen, um einen Nutzbremsmomentwert und einen Reibbremsmomentwert zu bestimmen.Compression braking represents the frictional losses in an internal combustion engine of a conventional vehicle when a driver releases the accelerator pedal. Likewise, the brake system provides a total brake torque value when the accelerator pedal is released, even when the brake pedal is not depressed. The vehicle control 14 then compares the total braking torque value with other information to determine a regenerative braking torque value and a friction braking torque value.
Das Fahrzeug 12 verwendet Nutzbremsung als Hauptbremsquelle und ergänzt sie mit Reibbremsung, wenn kein ausreichendes Nutzbremsmoment zur Verfügung steht, um dem vom Fahrer angeforderten Gesamtbremsmoment zu entsprechen. Durch Nutzbremsung wird die Hauptbatterie 32 wiederaufgeladen und viel Energie zurückgewonnen, die ansonsten als Wärme bei Reibbremsung verlorengehen würde. Deshalb verbessert Nutzbremsung den Gesamtwirkungsgrad oder die Kraftstoffökonomie des Fahrzeugs im Vergleich zu Fahrzeugen, die nur für Reibbremsung konfiguriert sind.The vehicle 12 uses regenerative braking as the main brake source and supplements it with friction braking when insufficient regenerative braking torque is available to meet the driver's requested total braking torque. Through regenerative braking becomes the main battery 32 recharged and recovered much energy that would otherwise be lost as heat during friction braking. Therefore, regenerative braking improves the overall efficiency or fuel economy of the vehicle compared to vehicles configured only for friction braking.
Das Lenksystem enthält den elektrischen Lenkaktuator 52, der die mechanische Lenkung unterstützt. Wenn die elektrische Leistung zu dem elektrischen Lenkaktuator 52 jedoch unterbrochen wäre, dann würden die mechanischen Verbindungen in dem Lenksystem einrücken und mechanisches (nicht unterstütztes) Lenken gestatten.The steering system includes the electric steering actuator 52 that supports the mechanical steering. When the electric power to the electric steering actuator 52 however, the mechanical connections in the steering system would engage and permit mechanical (unsupported) steering.
Das Gangwahlsystem enthält eine Schaltvorrichtung zum manuellen Wählen einer Gangeinstellung des Getriebes 22. Das Gangwahlsystem kann einen Schaltstellungssensor zur Zuführung von Schaltvorrichtungswählinformationen (zum Beispiel PRNDL) zur Fahrzeugsteuerung 14 enthalten.The gear selection system includes a shifting device for manually selecting a gear setting of the transmission 22 , The gear selection system may include a shift position sensor for supplying shifting device selecting information (for example, PRNDL) to the vehicle control 14 contain.
Das Navigationssystem 60 kann ein Navigations-Display, eine GPS-Einheit (GPS – globales Positionierungssystem), eine Navigationssteuerung und Eingänge (alle nicht gezeigt) zum Empfangen von Bestimmungsortsinformationen oder anderer Daten von einem Fahrer enthalten. Diese Komponenten können für das Navigationssystem 60 einzigartig sein oder mit anderen Systemen geteilt werden. Das Navigationssystem 60 kann außerdem Entfernungs- und/oder Standortinformationen, die dem Fahrzeug 12 zugeordnet sind, seine Zielorte oder andere relevante GPS-Wegepunkte kommunizieren.The navigation system 60 For example, a navigation display, a GPS (Global Positioning System) unit, a navigation controller, and inputs (all not shown) may be included for receiving destination information or other data from a driver. These components can be used for the navigation system 60 be unique or shared with other systems. The navigation system 60 can also provide distance and / or location information to the vehicle 12 its destinations or other relevant GPS waypoints communicate.
Auf die 1 und 2 Bezug nehmend, empfängt die Fahrzeugsteuerung 14 Eingangssignale, die aktuelle Betriebsbedingungen der Fahrzeugsysteme anzeigen und Ausgangssignale zur Koordination ihrer Funktion liefern. Jedes Eingangssignal kann ein direkt zwischen der Fahrzeugsteuerung 14 und dem entsprechenden Fahrzeugsystem oder indirekt als Eingangsdaten über den CAN-Bus 38 gesendetes Signal sein.On the 1 and 2 Referring to, the vehicle controller receives 14 Input signals that indicate current operating conditions of the vehicle systems and provide output signals to coordinate their function. Each input signal can be a directly between the vehicle control 14 and the corresponding vehicle system or indirectly as input data via the CAN bus 38 be sent signal.
Das BECM 34 liefert der Fahrzeugsteuerung 14 Eingangssignale (BSOC, CSOC), die das Energieniveau der Hauptbatterie 32 darstellen. Das BECM 34 überwacht Batteriebedingungen, wie zum Beispiel gemessene Werte für eine Batteriespannung, einen Batteriestrom, eine Batterietemperatur und einen Batterieladezustand. Das BECM 34 vergleicht weiterhin aktuelle Batteriebedingungen mit historischen Daten, um die Batterielebensdauer ("Alterung"), die Änderung der Kapazität im Laufe der Zeit, Fehler und irgendwelche vorbestimmten Einschränkungen zu bewerten. Das BSOC-Eingangssignal stellt den Batterieladezustand dar, der die Menge an elektrischer Energie der Hauptbatterie 32 als ein Prozentanteil von 0% (leer) bis 100% (voll) ist. Das CSOC-Eingangssignal stellt den Kundenladezustand dar, der die Menge an "zur Verfügung stehender" elektrischer Energie der Hauptbatterie 32 als ein Prozentanteil ist. Die Beziehung zwischen BSOC und CSOC wird unten unter Bezugnahme auf 3 ausführlich beschrieben. The BECM 34 provides the vehicle control 14 Input signals (BSOC, CSOC), which is the energy level of the main battery 32 represent. The BECM 34 monitors battery conditions, such as measured values for a battery voltage, a battery current, a battery temperature, and a battery state of charge. The BECM 34 continues to compare current battery conditions with historical data to evaluate battery life ("aging"), change in capacity over time, errors and any predetermined restrictions. The BSOC input signal represents the battery state of charge, which is the amount of electrical energy of the main battery 32 as a percentage from 0% (empty) to 100% (full). The CSOC input signal represents the customer's state of charge, which is the amount of "available" electrical energy of the main battery 32 as a percentage. The relationship between BSOC and CSOC is discussed below with reference to 3 described in detail.
Die Fahrzeugsteuerung 14 liefert dem BECM 34 das Eingangssignal (Plimit), das eine zulässige Batterieleistungsgrenze darstellt. Unter Niedrig-BSOC-Bedingungen kann die Fahrzeugsteuerung 14 die zulässige Batterieleistungsgrenze reduzieren, um Batterieleistung einzusparen und Abschalten des Fahrzeugs zu steuern.The vehicle control 14 delivers to the BECM 34 the input signal ( P limit), which represents a valid battery power limit. Under low BSOC conditions, vehicle control can 14 reduce the allowable battery power limit to conserve battery power and control vehicle shutdown.
Die Klimaregelung 45 liefert die Eingangssignale (HVACload, STATUSccHEATreq, COOLreq) an die Fahrzeugsteuerung 14, die Fahrzeugtemperaturbedingungen und Fahrerwärmeanforderungen darstellen. Das Eingangssignal HVACload stellt die elektrische Last der Klimaautomatik 40 basierend auf Temperaturbedingungen innerhalb des Fahrzeugs 12 dar. Das Eingangssignal HEATreq stellt eine Fahrerheizungsanforderung dar, und das Eingangssignal COOLreq stellt eine Fahrerkühlungsanforderung dar. Das Eingangssignal STATUScc stellt einen Ein-/Aus-Status der Klimaautomatik 40 dar. Die Eingangssignale STATUScc, und COOLreq basieren jeweils auf einer Stellung eines (einer) vom Bediener betätigten Schalters, Knopfs oder Wählscheibe, die zusammengefasst als Wärmesteuerelemente bezeichnet werden und in 8 dargestellt sind. Des Weiteren enthält die Klimaautomatik 40 ein Enteisungsmerkmal, wobei sowohl die PTC-Heizung 42 als auch der HVAC-Kompressor 44 verwendet werden, gemeinsam Eis zu schmelzen und Feuchtigkeit von einer Windschutz- oder Heckscheibe (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 12 abzuziehen. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen führt die Klimaregelung 45 der Fahrzeugsteuerung 14 auch ein Eingangssignal (DEFreq) zu, das eine Enteisungsanforderung durch den Fahrer darstellt. The climate control 45 provides the input signals (HVAC load , STATUS cc HEAT req , COOL req ) to the vehicle controller 14 representing vehicle temperature conditions and driver heat requirements. The HVAC load input signal represents the electrical load of the automatic climate control system 40 based on temperature conditions within the vehicle 12 The input signal HEAT req represents a driver heating request, and the input signal COOL req represents a driver cooling request. The input signal STATUS cc represents an on / off status of the automatic climate control 40 The input signals STATUS cc , and COOL req are respectively based on a position of an operator-actuated switch, knob or dial, collectively referred to as thermal control elements, and in FIG 8th are shown. Furthermore contains the automatic climate control 40 a defrost feature, with both the PTC heater 42 as well as the HVAC compressor 44 can be used to melt together ice and moisture from a windshield or rear window (not shown) of the vehicle 12 deducted. In one or more embodiments, the climate control performs 45 the vehicle control 14 Also, an input signal (DEF req ) representing a defrost request by the driver.
Die Fahrzeugsteuerung 14 empfängt Eingangssignale (ωm, Pdrv_act), die Bedingungen des Elektromotors 18 darstellen. Das Eingangssignal stellt die Ausgangsdrehzahl des Elektromotors 18 dar, und das Eingangssignal stellt die dem Elektromotor 18 tatsächlich zugeführte elektrische Leistung zur Erzeugung von Antriebsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs 12 dar.The vehicle control 14 receives input signals ( ω m, P drv_act), the conditions of the electric motor 18 represent. The input signal represents the output speed of the electric motor 18 and the input signal represents that of the electric motor 18 actually supplied electric power for generating drive torque for driving the vehicle 12 represents.
Die Fahrzeugsteuerung empfängt die Eingangssignale (ILV_act, VLV_act), die den tatsächlichen Leistungsverbrauch der Nebenverbraucher 48 darstellen. Das Fahrzeug 12 enthält (nicht gezeigte) Sensoren, die die Istspannung und den Iststrom messen, die bzw. der der LV-Batterie 46 durch die Hauptbatterie 32 zugeführt wird. Diese Sensoren liefern die Eingangssignale ILV_act und VLV_act, die den Iststrom und die Istspannung darstellen, der bzw. die der LV-Batterie 46 zugeführt wird. Bei anderen Ausführungsformen empfängt die Fahrzeugsteuerung 14 ein Eingangssignal, das der tatsächlichen Leistung entspricht (nicht gezeigt), die der LV-Batterie 46 zugeführt wird. Die Fahrzeugsteuerung empfängt weiterhin das Eingangssignal (DCDCstatus), das den Status des DC-DC-Wandlers 54 darstellt. Das Eingangssignal DCDCstatus enthält Informationen darüber, welche Nebenverbraucher 48 aktiviert sind. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Fahrzeugsystem 10 zum Beispiel bestimmte Nebenverbraucher 48 oder alle Nebenverbraucher 48 durch Unterbrechung der elektrischen Leistung zum DC-DC-Wandler 54 deaktivieren.The vehicle controller receives the input signals (I LV_act , V LV_act ), which is the actual power consumption of the secondary consumers 48 represent. The vehicle 12 includes sensors (not shown) which measure the actual voltage and the current, that of the LV battery 46 through the main battery 32 is supplied. These sensors provide the input signals I LV_act and V LV_act representing the actual and actual voltage, respectively, of the LV battery 46 is supplied. In other embodiments, the vehicle controller receives 14 an input signal corresponding to the actual power (not shown) of the LV battery 46 is supplied. The vehicle controller also receives the input signal (DCDC status ), which is the status of the DC-DC converter 54 represents. The input signal DCDC status contains information about which secondary consumers 48 are activated. In one or more embodiments, the vehicle system may 10 for example, certain secondary consumers 48 or all secondary consumers 48 by interrupting the electrical power to the DC-DC converter 54 deactivate.
Die Fahrzeugsteuerung 14 empfängt die Eingangssignale (KEY, GEAR, APP, BPP) von den Fahrerbedienelementen 58, die die aktuelle Stellung mehrerer Fahrzeugsysteme darstellen. Das Eingangssignal KEY stellt die Stellung des Schlüssels (zum Beispiel aus, in Betrieb, Nebenverbraucher) dar. Das Eingangssignal GEAR stellt die Gangstellung oder -wahl (z.B. PRNDL) dar. Das Eingangssignal APP stellt die Fahrpedalstellung dar. Das Eingangssignal BPP stellt die Bremspedalstellung dar. Des Weiteren empfängt die Fahrzeugsteuerung 14 ein Eingangssignal (VEH_SPEED) das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt. Die Fahrzeugsteuerung 14 bewertet die Eingangssignale und führt der Benutzerschnittstelle 16 Ausgangssignale (CSOC, DTE, BAT_STATUS) zu, die Batterieinformationen, wie zum Beispiel CSOC, und eine geschätzte Fahrzeugfahrreichweite oder "Restreichweite" (DTE – distance to empty) darstellen. Die Benutzerschnittstelle 16 kann als Reaktion auf den BAT_STATUS eine Meldung, wie zum Beispiel eine Fahrzeugabschaltungsmeldung (9), darstellen.The vehicle control 14 receives the input signals (KEY, GEAR, APP, BPP) from the driver controls 58 that represent the current position of several vehicle systems. The input signal KEY represents the position of the key (for example off, in operation, secondary consumers). The input signal GEAR represents the gear position or selection (eg PRNDL). The input signal APP represents the accelerator pedal position. The input signal BPP represents the brake pedal position Furthermore, the vehicle control receives 14 an input signal (VEH_SPEED) representing the vehicle speed. The vehicle control 14 evaluates the input signals and guides the user interface 16 Output signals (CSOC, DTE, BAT_STATUS) representing battery information, such as CSOC, and an estimated vehicle range or "distance to empty" (DTE). The user interface 16 may, in response to the BAT_STATUS, issue a message such as a vehicle shutdown message ( 9 ).
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Batterieladezustand (BSOC) und dem Kundenladezustand (CSOC) darstellt. Der BSOC stellt die elektrische Energie der Hauptbatterie 32 als einen Prozentanteil von 0% (leer) bis 100% (voll) dar. Im Allgemeinen können Batterien beschädigt werden, wenn sie überladen oder zu stark entladen werden. Deshalb wird die Hauptbatterie 32 unter Normalbetriebsbedingungen innerhalb eines reduzierten Betriebsbereichs gehalten. 3 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the battery state of charge (BSOC) and the customer charge state (CSOC). The BSOC provides the electrical energy of the main battery 32 as a percentage of 0% (empty) to 100% (full). In general, batteries can be damaged when they become overloaded or over-discharged. Therefore, the main battery 32 kept under normal operating conditions within a reduced operating range.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen befindet sich der reduzierte Betriebsbereich zwischen 12% BSOC und 90% BSOC. Der 12%-BSOC-Wert entspricht einer Entladungsgrenze und wird mit der Zahl 110 bezeichnet. Der 90%-BSOC-Wert entspricht einer Ladungsgrenze und wird mit der Zahl 112 bezeichnet.In one or more embodiments, the reduced operating range is between 12% BSOC and 90% BSOC. The 12% BSOC value corresponds to a discharge limit and is given by the number 110 designated. The 90% BSOC value corresponds to a charge limit and is denoted by the number 112 designated.
Diese Batterieenergieniveauinformationen werden dem Fahrer durch die Benutzerschnittstelle (9) optisch übermittelt. Der Fahrer verwendet diese Energieniveauinformationen so ähnlich wie eine Tankanzeige in einem herkömmlichen Fahrzeug. Der reduzierte Betriebsbereich kann einen Fahrer jedoch verwirren. Deshalb berechnet das Fahrzeugsystem 10 einen Kundenladezustand (CSOC), der dem Betriebsbereich des BSOC entspricht. Wie in 3 gezeigt, entspricht ein CSOC-Wert von 0% der Entladungsgrenze 110 (12% BSOC) und ein CSOC-Wert von 100% entspricht der Ladungsgrenze 112 (90% BSOC).This battery energy level information is presented to the driver through the user interface ( 9 ) transmitted visually. The driver uses this energy level information much like a fuel gauge in a conventional vehicle. The reduced operating range, however, can confuse a driver. Therefore, the vehicle system calculates 10 a customer load status (CSOC) that corresponds to the operating area of the BSOC. As in 3 shown corresponds to a CSOC value of 0% of the discharge limit 110 (12% BSOC) and a CSOC value of 100% corresponds to the charge limit 112 (90% BSOC).
Auf die 3 und 4 Bezug nehmend, kann die Batterie 32 beschädigt werden, wenn sie mit hohen Batterieleistungsniveaus unter der Entladungsgrenze 110 betrieben wird. Die Batterie 32 kann jedoch für eine kurze Strecke (zum Beispiel fünf bis sieben Meilen (MI) mit einem reduzierten Batterieleistungsniveau unter der Entladungsgrenze 110 betrieben werden, ohne die Batterie 32 zu beschädigen. Zur Vergrößerung der Gesamtfahrzeugfahrreichweite leitet das Fahrzeugsystem 10 eine Notbetriebsstrategie (LOS – limited operating strategy) ein, nachdem der BSOC die Entladungsgrenze 110 erreicht hat. Während der LOS reduziert das Fahrzeugsystem 10 die Batterieleistung von einer Vollleistungsgrenze (ca. 100 kW), die mit der Zahl 114 bezeichnet wird, zu einer Zwischenleistungsgrenze (ca. 43 kW), die mit der Zahl 116 bezeichnet wird. Das Fahrzeugsystem 10 reduziert die Batterieleistungsgrenze mit einer Rampenrate von ca. 5 kW/s von der Vollleistungsgrenze 114 auf die Zwischenleistungsgrenze 116. Während der LOS reduziert das Fahrzeugsystem 10 gezielt den Verbrauch elektrischer Leistung oder "wirft" diesen ab, um die Batterielebensdauer und die Fahrreichweite zu verlängern, ohne die Batterie 32 zu beschädigen, so dass der Fahrer das Fahrzeug zur nächstgelegenen Ladestation bewegen kann.On the 3 and 4 Referring to the battery 32 when damaged with high battery power levels below the discharge limit 110 is operated. The battery 32 However, for a short distance (for example, five to seven miles (MI)) with a reduced battery power level below the discharge limit 110 be operated without the battery 32 to damage. To increase the total vehicle driving range derives the vehicle system 10 an emergency operating strategy (LOS) after the BSOC sets the discharge limit 110 has reached. While the LOS reduces the vehicle system 10 the battery power from a full power limit (about 100 kW), with the number 114 is referred to an intermediate power limit (about 43 kW), which corresponds to the number 116 referred to as. The vehicle system 10 reduces the battery power limit with a ramp rate of approximately 5 kW / s from the full power limit 114 to the intermediate power limit 116 , While the LOS reduces the vehicle system 10 Targeted consumption of electrical power or "discards" this to extend the battery life and driving range, without the battery 32 damage so that the driver can move the vehicle to the nearest charging station.
Eine Maximalentladungsgrenze wird mit der Zahl 118 bezeichnet. Die Batterie 32 kann beschädigt werden, wenn sie unter der Maximalentladungsgrenze 118 betrieben wird. Deshalb leitet das Fahrzeugsystem 10 ein gesteuertes Abschalten des Fahrzeugs 12 ein, wenn der BSOC unter der Maximalentladungsgrenze 118 liegt. Die Maximalentladungsgrenze liegt gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zwischen 6% und 3% BSOC. Die Maximalentladungsgrenze beträgt bei der dargestellten Ausführungsform 5% BSOC. Das Fahrzeugsystem 10 reduziert die Batterieleistungsgrenze mit einer Rampenrate von ca. 5 kW/s von der Zwischenleistungsgrenze 116 bis zu Abschaltung (zum Beispiel 0 kW), die mit der Zahl 120 bezeichnet wird.A maximum discharge limit is indicated by the number 118 designated. The battery 32 can be damaged if it is below the maximum discharge limit 118 is operated. That is why the vehicle system manages 10 a controlled shutdown of the vehicle 12 when the BSOC is below the maximum discharge limit 118 lies. The maximum discharge limit is between 6% and 3% BSOC according to one or more embodiments. The maximum discharge limit is 5% BSOC in the illustrated embodiment. The vehicle system 10 reduces the battery power limit with a ramp rate of approximately 5 kW / s from the intermediate power limit 116 up to shutdown (for example, 0 kW), with the number 120 referred to as.
Auf 5 Bezug nehmend, aktiviert das Fahrzeugsystem 10 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen Nutzbremsung bei der Maximalentladungsgrenze 118. Während einer gesteuerten Abschaltung des Fahrzeugs 12 reduziert das Fahrzeugsystem 10 die Batterieleistungsgrenze von der Zwischenleistungsgrenze 116 bis zu Abschaltung 120 (zum Beispiel 0 kW). Während dieser Abschaltungszeitdauer aktiviert das Fahrzeugsystem 10 jedoch Nutzbremsung unabhängig von der tatsächlichen Fahrpedalstellung durch Steuerung des Elektromotors 18 zur Erzeugung von Energie, während das Fahrzeug 12 verzögert (gebremst) wird. Das Fahrzeugsystem 10 liefert die durch die Nutzbremsung zugeführte Energie an den DC-DC-Wandler 54 zur Verwendung durch den elektrischen Bremsaktuator 50 und den elektrischen Lenkaktuator 52. Wie durch Punkt 122 in 5 dargestellt, verlängert diese Energie aus der Nutzbremsung die Funktionalität des elektrischen Bremsaktuators 50 und des elektrischen Lenkaktuators 52, während sich das Fahrzeug 12 bewegt, selbst wenn die Batterieleistungsgrenze bereits auf ein niedrigeres Niveau reduziert worden ist.On 5 Referring to, the vehicle system activates 10 according to one or more embodiments, regenerative braking at the maximum discharge limit 118 , During a controlled shutdown of the vehicle 12 reduces the vehicle system 10 the battery power limit from the intermediate power limit 116 until shutdown 120 (for example 0 kW). During this shutdown period, the vehicle system activates 10 however regenerative braking independent of the actual accelerator pedal position by controlling the electric motor 18 to generate energy while the vehicle 12 delayed (braked) is. The vehicle system 10 provides the energy supplied by the regenerative braking to the DC-DC converter 54 for use by the electric brake actuator 50 and the electric steering actuator 52 , As by point 122 in 5 shown, this energy from the regenerative braking extends the functionality of the electric brake actuator 50 and the electric steering actuator 52 while the vehicle is moving 12 even if the battery power limit has already been reduced to a lower level.
Auf 6 Bezug nehmend, verhindert das Fahrzeugsystem 10 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen einen Neustart des Fahrzeugs 12 nach der Abschaltung. Benutzer von elektrischen Systemen (zum Beispiel Mobiltelefonen, Laptops usw.) versuchen oftmals, das elektrische System nach einer Zwangsabschaltung des Systems aufgrund von geringer Batterieenergie neu zu starten. Solche Neustarts können eine Batterie beschädigen. Um eine ähnliche Situation beim Fahrzeug 12 zu vermeiden, verhindert das Fahrzeugsystem einen Neustart des Fahrzeugs 12, bis sich der BSOC über einer Neustartgrenze befindet. Die Neustartgrenze liegt gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zwischen 12% und 6% BSOC. Die Neustartgrenze beträgt gemäß der dargestellten Ausführungsform 7%. Die Differenz zwischen der Neustartgrenze (7% BSOC) und der Maximalentladungsgrenze (5% BSOC) gestattet eine gewisse Hysterese oder Variation der BSOC-Berechnung.On 6 Referring to the vehicle system prevents 10 In one or more embodiments, restarting the vehicle 12 after the shutdown. Users of electrical systems (e.g., cell phones, laptops, etc.) often attempt to reboot the electrical system after a system power down due to low battery power. Such reboots can damage a battery. To a similar situation in the vehicle 12 To avoid the vehicle system prevents a restart of the vehicle 12 until the BSOC is above a restart limit. The restart limit is between 12% and 6% BSOC according to one or more embodiments. The restart limit is 7% according to the illustrated embodiment. The difference between the restart limit (7% BSOC) and the maximum discharge limit (5% BSOC) allows some hysteresis or variation of the BSOC calculation.
Auf 7 Bezug nehmend, wird ein Verfahren zum Steuern der Abschaltung des Elektrofahrzeugs 12 von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt und allgemein mit der Zahl 710 bezeichnet. Das Verfahren 710 wird gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen unter Verwendung von in der Fahrzeugsteuerung 14 enthaltenem Softwarecode implementiert.On 7 Referring to Fig. 1, a method of controlling the shutdown of the electric vehicle will be described 12 from 1 illustrated in one or more embodiments and generally with the number 710 designated. The procedure 710 is used in accordance with one or more embodiments using in the vehicle control 14 implemented software code implemented.
In Operation 212 empfängt die Fahrzeugsteuerung 14 Eingangssignale, die den Batterieladezustand (BSOC), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VEH_SPEED), die Schlüsselstellung (KEY) und die Gangwahl (GEAR) enthalten. In Operation 714 wird der BSOC-Wert mit der Entladungsgrenze (12% BSOC) verglichen. Wenn der BSOC-Wert größer ist als die Entladungsgrenze, dann geht die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 716 über und wendet eine Normalbatteriebetriebsstrategie an. Zum Beispiel kann die Batterieleistung in Operation 716 auf ca. 100 kW begrenzt werden. Wenn die Bestimmung in Operation 714 positiv ist, dann geht die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 718 über und wendet eine Notbetriebsstrategie (LOS) an. Zum Beispiel kann die Batterieleistung in Operation 718 auf ca. 43 kW beschränkt werden.In operation 212 receives the vehicle control 14 Input signals containing the battery charge state (BSOC), the vehicle speed (VEH_SPEED), the key position (KEY) and the gear selection (GEAR). In operation 714 the BSOC value is compared with the discharge limit (12% BSOC). If the BSOC value is greater than the discharge limit, then the vehicle control goes 14 to surgery 716 over and apply a normal battery operation strategy. For example, the battery power may be in operation 716 be limited to about 100 kW. If the provision in operation 714 is positive, then goes the vehicle control 14 to surgery 718 over and applies an emergency operation strategy (LOS). For example, the battery power may be in operation 718 be limited to approximately 43 kW.
In Operation 720 wird der BSOC-Wert mit der Maximalentladungsgrenze (5% BSOC) verglichen. Wenn der BSOC-Wert über der Maximalentladungsgrenze liegt, dann kehrt die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 718 zurück und wendet die LOS an. Wenn die Bestimmung in Operation 720 positiv ist, dann geht die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 722 über und leitet eine Fahrzeugabschaltungsstrategie an.In operation 720 the BSOC value is compared with the maximum discharge limit (5% BSOC). If the BSOC value is above the maximum discharge limit, then the vehicle control returns 14 to surgery 718 back and apply the LOT. If the provision in operation 720 is positive, then goes the vehicle control 14 to surgery 722 and initiates a vehicle shutdown strategy.
In Operation 722 stellt die Fahrzeugsteuerung 14 eine Batteriestatuswarnung für die Schnittstelle 16 bereit, die dem Fahrer übermittelt wird (wie in 9 gezeigt). In Operation 724 deaktiviert die Fahrzeugsteuerung 14 die Klimaautomatik 40 und das Elektromotorantriebsmoment durch Reduzieren der Batterieleistungsgrenze auf null kW.In operation 722 represents the vehicle control 14 a battery status warning for the interface 16 ready to be transmitted to the driver (as in 9 shown). In operation 724 deactivates the vehicle control 14 the automatic climate control 40 and the electric motor drive torque by reducing the battery power limit to zero kW.
In Operation 726 vergleicht die Fahrzeugsteuerung 14 die Fahrzeuggeschwindigkeit (VEH_SPEED) mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitswert. Der vorbestimmte Geschwindigkeitswert liegt gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zwischen 5 und 0 KMH. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der vorbestimmte Geschwindigkeitswert 2 KMH. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem vorbestimmten Geschwindigkeitswert liegt, dann geht die Fahrzeugsteuerung zu Operation 728 über und aktiviert Kompressionsbremsung und/oder Nutzbremsung. Die durch Operation 728 erzeugte Energie wird in Operation 730 dazu verwendet, die elektrische Bremskraftunterstützung und die elektrische Lenkunterstützung zu erhalten. Wenn die Bestimmung in Operation 726 negativ ist, dann werden in Operation 732 die elektrische Bremskraftunterstützung und die elektrische Lenkunterstützung deaktiviert.In operation 726 compares the vehicle control 14 the vehicle speed (VEH_SPEED) with a predetermined speed value. The predetermined speed value is between 5 and 0 KMH, in accordance with one or more embodiments. In the illustrated embodiment, the predetermined speed value is 2 KMH. If the vehicle speed is above the predetermined speed value, then the vehicle control goes to operation 728 via and activates compression braking and / or regenerative braking. The by operation 728 Energy generated is in operation 730 used to get the electric brake assist and the electric steering assist. If the provision in operation 726 is negative, then be in operation 732 deactivates the electric brake assist and the electric steering assist.
In Operation 734 analysiert die Fahrzeugsteuerung 14 das Gangwahlsignal (GEAR) und das Schlüsselstellungssignal (KEY). Wenn GEAR anzeigt, dass sich das Fahrzeug 12 in "Park" befindet, oder KEY anzeigt, dass der Schlüssel "aus" ist, dann geht die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 736 über und öffnet elektrische Schütze in der Batterie 32. Durch Öffnen der elektrischen Schütze wird die Batterie 32 von anderen Fahrzeugkomponenten und -untersystemem mit Ausnahme der AC-Ladeeinrichtung 56 elektrisch getrennt. Wenn die Bestimmung in Operation 734 negativ ist, dann kehrt die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 726 zurück.In operation 734 analyzes the vehicle control 14 the gear selection signal (GEAR) and the key position signal (KEY). If GEAR indicates that the vehicle is 12 is in "Park" or KEY indicates that the key is "off" then the vehicle control goes 14 to surgery 736 over and opens electric contactors in the battery 32 , Opening the electrical contactors turns the battery 32 from other vehicle components and subsystems except the AC Charger 56 electrically isolated. If the provision in operation 734 is negative, then the vehicle control returns 14 to surgery 726 back.
In 738 analysiert die Fahrzeugsteuerung 14 den BSOC-Wert, um zu bestimmen, ob die Batterie 32 wiederaufgeladen worden ist. Wenn der BSOC-Wert über 7% BSOC liegt, dann geht die Fahrzeugsteuerung zu Operation 740 über und gestattet dem Fahrer, das Fahrzeug neu zu starten. Dann kehrt die Fahrzeugsteuerung zu Operation 714 zurück. Wenn die Bestimmung in Operation 738 negativ ist, dann kehrt die Fahrzeugsteuerung 14 zu Operation 720 zurück.In 738 analyzes the vehicle control 14 the BSOC value to determine if the battery 32 has been recharged. If the BSOC value is above 7% BSOC, then the vehicle control goes to operation 740 and allows the driver to restart the vehicle. Then the vehicle control returns to operation 714 back. If the provision in operation 738 is negative, then the vehicle control returns 14 to surgery 720 back.
Auf 8 Bezug nehmend, ist die Benutzerschnittstelle 16 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen in einer Instrumentengruppe 810 positioniert. Bei anderen Ausführungsformen kann die Benutzerschnittstelle in einem mittleren Abschnitt eines Armaturenbretts 812 ("Mittelkonsole") positioniert sein. Die Benutzerschnittstelle 16 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Plasmaanzeige, eine organische Leuchtdiodenanzeige (OLED) oder irgendein anderes geeignetes Display sein. Die Benutzerschnittstelle 16 kann einen Touchscreen oder eine oder mehrere (nicht gezeigte) Tasten, darunter Hardkeys oder Softkeys, enthalten, die neben der Benutzerschnittstelle 16 positioniert sind, um Fahrereingaben zu bewirken.On 8th Referring to, the user interface is 16 according to one or more embodiments in an instrument cluster 810 positioned. In other embodiments, the user interface may be in a central portion of a dashboard 812 ("Center console") be positioned. The user interface 16 may be a liquid crystal display (LCD), a plasma display, an organic light emitting diode display (OLED), or any other suitable display. The user interface 16 may include a touch screen or one or more keys (not shown), including hard keys or softkeys, adjacent to the user interface 16 are positioned to effect driver input.
Auf 9 Bezug nehmend, übermittelt die Benutzerschnittstelle 16 Informationen, wie zum Beispiel den Kundenladezustand CSOC. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der CSOC bildlich als eine Anzeige übermittelt, auf der die Entladungsgrenze (0% CSOC) durch den Buchstaben "E" für "Leer" (empty) und durch eine horizontale Linie mit der Bezugszahl 814 dargestellt ist. Die Ladungsgrenze (100% CSOC) wird durch den Buchstaben "F" für "Voll" (full) und durch eine horizontale Linie mit der Bezugszahl 816 bezeichnet. Das aktuelle Energieniveau der Batterie 32 liegt bei der dargestellten Ausführungsform unter der Maximalentladungsgrenze (5% BSOC, – 7% CSOC) und wird durch eine horizontale Linie und mit der Bezugszahl 818 dargestellt, die sich unter der Entladungsgrenze 814 befindet. Wie oben unter Bezugnahme auf 7 erwähnt, liefert die Fahrzeugsteuerung 14 eine Warnmeldung an die Schnittstelle 16, wenn die Batterie 32 einen BSOC erreicht, der unter der Maximalentladungsgrenze (5% BSOC) liegt. Die Warnmeldung kann dem Fahrer sowohl bildlich als auch unter Verwendung von Text übermittelt werden und wird allgemein mit der Zahl 820 bezeichnet.On 9 Referring to, the user interface transmits 16 Information, such as the customer CSOC state. In the illustrated embodiment, the CSOC is pictorially transmitted as a display on which the discharge limit (0% CSOC) is indicated by the letter "E" for "empty" and by a horizontal line with the reference number 814 is shown. The charge limit (100% CSOC) is denoted by the letter "F" for "full" and by a horizontal line with the reference number 816 designated. The current energy level of the battery 32 in the illustrated embodiment is below the maximum discharge limit (5% BSOC, -7% CSOC) and is represented by a horizontal line and by the reference numeral 818 shown below the discharge limit 814 located. As above with reference to 7 mentioned, provides the vehicle control 14 a warning message to the interface 16 when the battery 32 reaches a BSOC below the maximum discharge limit (5% BSOC). The warning message can be conveyed to the driver both figuratively and using text and is commonly used with the number 820 designated.
Somit bietet das Fahrzeugsystem 10 Vorteile, indem es einen Betrieb des Elektrofahrzeugs 12 unter der Entladungsgrenze gestattet, wodurch die Batteriereichweite vergrößert wird. Das Fahrzeugsystem 10 steuert das Abschalten des Elektrofahrzeugs 12, wenn der BSOC unter einer Maximalentladungsgrenze liegt, durch Deaktivierung von Fahrzeugantriebssystemen und Aktivierung von Nutzbremsung zur Bereitstellung von Energie für elektrische Bremskraftunterstützungs- und elektrische Lenkunterstützungsmerkmale.Thus, the vehicle system offers 10 Benefits by having an operation of the electric vehicle 12 below the discharge limit, thereby increasing the battery range. The vehicle system 10 controls the shutdown of the electric vehicle 12 when the BSOC is below a maximum discharge limit, by deactivating vehicle propulsion systems and activating regenerative braking to provide energy for electric brake assist and power steering assist features.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Although exemplary embodiments are described above, these embodiments are not intended to describe all possible forms of the invention.
Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und nicht einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen zur Bildung weiterer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden.Rather, the terms used in the specification are descriptive and non-limiting terms, and it is understood that various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Moreover, the features of various implementation embodiments may be combined to form further embodiments of the invention.
